CN103054508B - 弓臂式擦窗机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种弓臂式擦窗机器人，包括主机，主机上设置固定部件、擦窗工作部件、工作驱动部件、控制系统；工作驱动部件包括旋转盘、第一驱动装置、弓臂、弓绳、卷绳器、第二驱动装置；弓臂包括第一杆件和第二杆件；第一杆件的第二端与旋转盘相转动连接，连接处设置有第二趋直弹簧；第一杆件的第一端与第二杆件的第一端相铰接，且该铰接处设置有第一趋直弹簧；第二杆件的第二端与擦窗工作部件相转动连接，连接处设置有第三趋直弹簧；弓绳的一端与擦窗工作部件相连接，另一端与卷绳器相连接。固定部件包括固定板，其一端部与主机相转动连接，且连接处设置有趋弯弹簧，固定板与主机之间形成夹持空间。本发明使用简单方便，实用性较强。
Description
技术领域
本发明涉及一种擦窗设备，具体地说，涉及一种弓臂式擦窗机器人。
背景技术
在公寓式的现代住宅里，窗户玻璃的清理一直是家务劳动中最繁重的一项。如果住在高层，擦洗窗户外面玻璃还有很大的危险性，因而一般情况下，人们看着布满灰尘窗玻璃，常常“望尘兴叹”。故需要开发一款性价比合适且使用方便的机器人来做家庭擦窗的工作，尤其是一种针对外侧窗户玻璃进行清擦的擦窗机器人。
现有的擦窗机器人通常只具有一个在外侧窗户玻璃上移动的主机，由于无有效的固定方式，其工作过程中很容易发生掉落等状况，因此具有较大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用方便、结构简单且位置固定、安全性好的弓臂式擦窗机器人。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种弓臂式擦窗机器人，其包括主机，所述的主机上设置有将所述的主机设置于窗框上的固定部件、清擦窗户玻璃的擦窗工作部件、驱动所述的擦窗工作部件工作的工作驱动部件、控制所述的弓臂式擦窗机器人工作的控制系统；
所述的主机上包括固定盘，所述的工作驱动部件包括可转动的安装于所述的固定盘上并在平行于所述的窗户玻璃的平面内转动的旋转盘、与所述的控制系统相连接以驱动所述的旋转盘转动的第一驱动装置、弓臂、弓绳、设置于所述的旋转盘中以收放所述的弓绳的卷绳器、与所述的控制系统相连接以控制所述的卷绳器收放的第二驱动装置；
所述的弓臂包括第一杆件和第二杆件；所述的第一杆件的第二端与所述的旋转盘相转动连接，所述的第一杆件与所述的旋转盘的连接处设置有第二趋直弹簧且所述的第一杆件相对于所述的旋转盘在垂直于所述的窗户玻璃的平面内转动；所述的第一杆件的第一端与所述的第二杆件的第一端相铰接，且该铰接处设置有第一趋直弹簧，所述的第一杆件与所述的第二杆件在垂直于所述的窗户玻璃的平面内相对转动；所述的第二杆件的第二端与所述的擦窗工作部件相转动连接，所述的第二杆件与所述的擦窗工作部件的连接处设置有第三趋直弹簧且所述的第二杆件相对于所述的擦窗工作部件在垂直于所述的窗户玻璃的平面内转动；
所述的弓绳的一端与所述的擦窗工作部件相连接，另一端穿过所述的旋转盘的侧壁与所述的卷绳器相连接；
所述的固定部件包括设置于所述的主机上的固定板，所述的固定板的一端部与所述的主机通过转轴相转动连接，且所述的固定板与所述的主机的连接处设置有趋弯弹簧，所述的固定板与所述的主机之间形成用于夹持所述的窗框的夹持空间，所述的夹持空间的靠近所述的主机一侧的内壁上设置有弹性胶垫，所述的夹持空间的靠近所述的固定板一侧的内壁上设置有真空橡胶碗。
优选的，所述的旋转盘通过固定轴与所述的固定盘相转动连接，所述的旋转盘的内部空心并形成内腔，所述的第二驱动装置及所述的卷绳器固定于所述的内腔的一侧面上，所述的内腔的壁上具有沿所述的固定轴的转动方向设置的齿条；
所述的第一驱动装置包括与所述的控制系统相连接的第一驱动电机、设置于所述的第一驱动电机的输出轴上并与该输出轴相同轴转动的转动齿轮，所述的第一驱动装置和所述的固定轴均设置于所述的固定盘上，所述的转动齿轮与所述的齿条相啮合。
优选的，所述的齿条成弧形，且所述的弓臂设置于所述的齿条的对称轴线上。
优选的，所述的第二驱动装置包括第二驱动电机，所述的卷绳器与所述的第二驱动电机相连接并在所述的第二驱动电机的带动下转动以收放所述的弓绳。
优选的，所述的主机内设置有检测所述的弓绳的收放量的转换叶轮，所述的转换叶轮的轮缘上设置有与所述的控制系统相连接的红外收发器，所述的弓绳绕过部分所述的转换叶轮后延伸至所述的卷绳器。
优选的，所述的控制系统包括控制面板，所述的控制面板设置于所述的固定板上。
优选的，所述的擦窗工作部件包括本体，所述的本体的底部设置有毛刷转盘及设置于所述的毛刷转盘两侧的带有凸点的拨轮，所述的本体的内部设置有驱动所述的毛刷转盘工作的第三驱动装置，所述的拨轮上设置有刮条。
优选的，所述的本体上在围绕其底面的周向上设置有与所述的控制系统相连接的碰撞板。
优选的，所述的控制系统与电源相连接。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的弓臂式擦窗机器人可以固定于窗框上并完成窗户玻璃的清擦工作，其使用简单方便，实用性较强，可以避免其由窗户上掉落，安全性较高。
附图说明
附图1为本发明的弓臂式擦窗机器人的立体示意图。
附图2为本发明的弓臂式擦窗机器人的主视示意图。
附图3为本发明的弓臂式擦窗机器人的局部剖视俯视示意图。
附图4为本发明的弓臂式擦窗机器人的局部剖视俯视示意图。
附图5为本发明的弓臂式擦窗机器人的仰视示意图。
附图6为本发明的弓臂式擦窗机器人的擦窗工作部件的主视示意图。
附图7为本发明的弓臂式擦窗机器人的擦窗工作部件的仰视示意图。
附图8为本发明的弓臂式擦窗机器人的擦窗工作部件的侧视示意图。
附图9为本发明的弓臂式擦窗机器人的工作状态示意图。
附图10为本发明的弓臂式擦窗机器人工作流程框图。
附图11为本发明的弓臂式擦窗机器人的碰撞中断流程框图。
附图12为本发明的弓臂式擦窗机器人的送远中断流程框图。
以上附图中：1、主机；2、固定部件；3、擦窗工作部件；4、工作驱动部件；5、控制系统；6、固定板；7、夹持空间；8、弹性胶垫；9、真空橡胶碗；10、拨钮；11、控制面板；12、电源开关；13、适配器插孔；14、电动刷送远按钮；15、电动刷拉回按钮；16、旋转盘；17、弓臂；18、弓绳；19、卷绳器；20、固定轴；21、第一杆件；22、第二杆件；23、转换叶轮；24、红外收发器；25、齿条；26、转动齿轮；27、本体；28、毛刷转盘；29、拨轮；30、微型直流电机；31、刮条；32、碰撞板；33、窗框；34、窗户玻璃；35、固定盘。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：参见附图1至附图5所示。
一种弓臂式擦窗机器人，其包括主机1。主机1上设置有将主机1设置于窗框33上的固定部件2、清擦窗户玻璃34的擦窗工作部件3、驱动擦窗工作部件3工作的工作驱动部件4、控制弓臂式擦窗机器人工作的控制系统5。
固定部件2包括设置于主机1上的固定板6。固定板6的一端部与主机1通过转轴相转动连接，且固定板6与主机1的连接处设置有趋弯弹簧。固定板6与主机1之间形成用于夹持窗框33的夹持空间7，夹持空间7的靠近主机1一侧的内壁上设置有弹性胶垫8，夹持空间7的靠近固定板6一侧的内壁上设置有真空橡胶碗9。固定板6上还设置有调节真空橡胶碗9的拨钮10。
设计时可将夹持空间7的宽度设置为略大于窗框33的厚度。当主机1固定于窗框33上时，将窗框33被插入夹持空间7中。由于固定板6和主机1间设置有趋弯弹簧而使固定板6具有向主机1方向转动的趋势，从而夹紧固定窗框33。此时，固定板6的底部朝向室内。
控制系统5设置于主机1内，控制系统5包括控制电路以及控制面板11，控制电路设置于主机1中，控制面板11设置于固定板6上并面朝室内。控制面板11上设置有多个控制按钮以及电源开关12和连接电源的适配器插孔13。控制按钮包括“电动刷送远按钮14”和“电动刷拉回按钮15”。本弓臂式擦窗机器人采用市电提供电源，并通过电源适配器将市电转换为5-12V的电源供该弓臂式擦窗机器人使用。
主机1上包括固定盘35。工作驱动部件4包括可转动的安装于固定盘35上的旋转盘16、第一驱动装置、弓臂17、弓绳18、卷绳器19、第二驱动装置。
旋转盘16呈圆柱状并通过固定轴20安装在固定盘35上。当该主机1固定于窗框33上时，旋转盘16能够在平行于窗户玻璃34的平面内转动。
弓臂17包括第一杆件21和第二杆件22。第一杆件21的第二端与旋转盘16相转动连接，第一杆件21与旋转盘16的连接处设置有第二趋直弹簧且第一杆件21相对于旋转盘16在垂直于窗户玻璃34的平面内转动。第一杆件21的第一端与第二杆件22的第一端相铰接，且该铰接处设置有第一趋直弹簧，第一杆件21与第二杆件22在垂直于窗户玻璃34的平面内相对转动。第二杆件22的第二端与擦窗工作部件3相转动连接，第二杆件22与擦窗工作部件3的连接处设置有第三趋直弹簧且第二杆件22相对于擦窗工作部件3在垂直于窗户玻璃34的平面内转动。
弓绳18的一端与擦窗工作部件3相连接，另一端穿过旋转盘16的侧壁与卷绳器19相连接。卷绳器19设置于旋转盘16内用以收放弓绳18，卷绳器19由同样设置于旋转盘16内的第二驱动装置驱动控制。第二驱动装置包括第二驱动电机，其与控制系统5相连接。旋转盘16的内部空心并形成内腔，第二驱动电机及卷绳器19固定于内腔的一侧面上。当第二驱动电机转动时，其带动卷绳器19转动来实现弓绳18的收放。同时，旋转盘16内还设置有检测弓绳18的收放量的转换叶轮23。转换叶轮23的轮缘上设置有与控制系统5相连接的红外收发器24，弓绳18绕过部分转换叶轮23后延伸至卷绳器19。当弓绳18收放时，其会带动转换叶轮23同时转动，通过转换叶轮23上的红外收发器24计数并由控制系统5以此来计算弓绳18的收放量，实现对弓绳18收放长度的控制。
旋转盘16的内腔的壁上具有沿固定轴20的转动方向设置的齿条25。该齿条25呈弧形，与旋转盘16的旋转幅度相适应。第一驱动装置和固定轴20均设置于固定盘35上且第一驱动装置与控制系统5相连接以驱动旋转盘16转动。第一驱动装置包括第一驱动电机、设置于第一驱动电机的输出轴上并与该输出轴相同轴转动的转动齿轮26，转动齿轮26与齿条25相啮合。当第一驱动电机运转时，其输出轴带动其上的转动齿轮26同轴转动，由于转动齿轮26和齿条25的啮合，从而促使旋转盘16转动。并且弓臂17设置于齿条25的对称轴线上，以便于旋转盘16的正转及反转。
参见附图6至附图8所示。擦窗工作部件3包括本体27，本体27的底部设置有两个毛刷转盘28及设置于毛刷转盘28两侧的带有凸点的拨轮29，本体27的内部设置有驱动毛刷转盘28工作的第三驱动装置，该第三驱动装置为微型直流电机30。拨轮29上设置有刮条31。本体27上在围绕其底面的周向上设置有与控制系统5相连接的碰撞板32，该碰撞板32仅设置于本体27的前端即可。
参见附图9所示。该弓臂式擦窗机器人工作时，首先通过固定部件2将其固定于窗框33上。初始状态下，擦窗工组部件靠近主机1。此时，弓绳18拉紧而使弓臂17自身无法展开，在第二趋直弹簧和第三趋直弹簧的作用下，能够把擦窗工作部件3压在窗户玻璃34的表面。启动控制系统5，通过第一驱动电机带动旋转盘16转动，从而使擦窗工作部件3在窗户玻璃34的表面做弧线往复运动。此时，启动第三驱动电机带动毛刷转盘28转动以达到清洁的目的。在擦窗工作部件3移动时，拨轮29上的刮条31能够起到刮擦作用。若需要送远擦窗工作部件3时，启动第二驱动电机带动卷绳器19放松弓绳18，此时，在第一趋直弹簧的作用下，弓臂17即可伸长一定的距离。而需要拉回擦窗工作部件3时，收紧弓绳18即可，此时第二驱动电机的扭力必需大于第一趋直弹簧作用于弓绳18上的拉力。上述功能可以通过控制面板11上的“电动刷送远按钮14”和“电动刷拉回按钮15”来控制。若擦窗工作部件3上的碰撞板32碰到窗棂或窗框33，其会传递一个信号至控制系统5中，控制系统5根据该信号来自动控制拉回或送远擦窗工组部件。工作结束时，擦窗工作部件3回到初始的靠近主机1的位置。
参见附图10至附图12所示。该弓臂式擦窗机器人的工作过程如下：启动该弓臂式擦窗机器人，控制系统5初始化后，判断需控制擦窗工作部件3进行弧向运动(即清擦窗户玻璃34)或是径向运动(即弓绳18和弓臂17伸缩)。若进行弧向运动，则启动第一驱动电机及第三驱动电机完成窗户玻璃34的清擦。若进行径向运动，则继续判断进行拉回动作或送远动作，判断后启动第二驱动电机完成擦窗工作部件3的拉回或送远，并通过转换叶轮23和红外收发器24实现对弓绳18的收放量的控制。若在清擦过程中，碰撞板32碰到窗棂或窗框33则产生碰撞中断。此时，控制系统5控制拉回擦窗工作部件3后可继续工作。
该弓臂式擦窗机器人适用于窗户玻璃34的清洁，尤其是适用于玻璃的朝向室外一侧表面的清洁。若在一次清洁后窗户玻璃34上仍有擦窗工作部件3的扇形工作范围无法覆盖的区域，则移动该主机1在窗框33上的固定位置，再次启动清擦，使擦窗工作部件3的扇形工作范围能够覆盖上述区域即可。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种弓臂式擦窗机器人，其特征在于：其包括主机，所述的主机上设置有将所述的主机设置于窗框上的固定部件、清擦窗户玻璃的擦窗工作部件、驱动所述的擦窗工作部件工作的工作驱动部件、控制所述的弓臂式擦窗机器人工作的控制系统；
所述的主机上包括固定盘，所述的工作驱动部件包括可转动的安装于所述的固定盘上并在平行于所述的窗户玻璃的平面内转动的旋转盘、与所述的控制系统相连接以驱动所述的旋转盘转动的第一驱动装置、弓臂、弓绳、设置于所述的旋转盘中以收放所述的弓绳的卷绳器、与所述的控制系统相连接以控制所述的卷绳器收放的第二驱动装置；
所述的弓臂包括第一杆件和第二杆件；所述的第一杆件的第二端与所述的旋转盘相转动连接，所述的第一杆件与所述的旋转盘的连接处设置有第二趋直弹簧且所述的第一杆件相对于所述的旋转盘在垂直于所述的窗户玻璃的平面内转动；所述的第一杆件的第一端与所述的第二杆件的第一端相铰接，且该铰接处设置有第一趋直弹簧，所述的第一杆件与所述的第二杆件在垂直于所述的窗户玻璃的平面内相对转动；所述的第二杆件的第二端与所述的擦窗工作部件相转动连接，所述的第二杆件与所述的擦窗工作部件的连接处设置有第三趋直弹簧且所述的第二杆件相对于所述的擦窗工作部件在垂直于所述的窗户玻璃的平面内转动；
所述的弓绳的一端与所述的擦窗工作部件相连接，另一端穿过所述的旋转盘的侧壁与所述的卷绳器相连接；
所述的固定部件包括设置于所述的主机上的固定板，所述的固定板的一端部与所述的主机通过转轴相转动连接，且所述的固定板与所述的主机的连接处设置有趋弯弹簧，所述的固定板与所述的主机之间形成用于夹持所述的窗框的夹持空间，所述的夹持空间的靠近所述的主机一侧的内壁上设置有弹性胶垫，所述的夹持空间的靠近所述的固定板一侧的内壁上设置有真空橡胶碗。
2.根据权利要求1所述的弓臂式擦窗机器人，其特征在于：所述的旋转盘通过固定轴与所述的固定盘相转动连接，所述的旋转盘的内部空心并形成内腔，所述的第二驱动装置及所述的卷绳器固定于所述的内腔的一侧面上，所述的内腔的壁上具有沿所述的固定轴的转动方向设置的齿条；
所述的第一驱动装置包括与所述的控制系统相连接的第一驱动电机、设置于所述的第一驱动电机的输出轴上并与该输出轴相同轴转动的转动齿轮，所述的第一驱动装置和所述的固定轴均设置于所述的固定盘上，所述的转动齿轮与所述的齿条相啮合。
3.根据权利要求2所述的弓臂式擦窗机器人，其特征在于：所述的齿条成弧形，且所述的弓臂设置于所述的齿条的对称轴线上。
4.根据权利要求1所述的弓臂式擦窗机器人，其特征在于：所述的第二驱动装置包括第二驱动电机，所述的卷绳器与所述的第二驱动电机相连接并在所述的第二驱动电机的带动下转动以收放所述的弓绳。
5.根据权利要求1所述的弓臂式擦窗机器人，其特征在于：所述的主机内设置有检测所述的弓绳的收放量的转换叶轮，所述的转换叶轮的轮缘上设置有与所述的控制系统相连接的红外收发器，所述的弓绳绕过部分所述的转换叶轮后延伸至所述的卷绳器。
6.根据权利要求1所述的弓臂式擦窗机器人，其特征在于：所述的控制系统包括控制面板，所述的控制面板设置于所述的固定板上。
7.根据权利要求1所述的弓臂式擦窗机器人，其特征在于：所述的擦窗工作部件包括本体，所述的本体的底部设置有毛刷转盘及设置于所述的毛刷转盘两侧的带有凸点的拨轮，所述的本体的内部设置有驱动所述的毛刷转盘工作的第三驱动装置，所述的拨轮上设置有刮条。
8.根据权利要求7所述的弓臂式擦窗机器人，其特征在于：所述的本体上在围绕其底面的周向上设置有与所述的控制系统相连接的碰撞板。
9.根据权利要求1所述的弓臂式擦窗机器人，其特征在于：所述的控制系统与电源相连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160224 Termination date: 20201219 |